燃煤工业锅炉重金属排放特征研究

通过对6台燃煤工业锅炉污染物控制装置前后烟气中重金属浓度进行测试,考察了静电除尘器(ESP)、湿法脱硫装置(WFGD)和脱硫除尘一体化装置对烟气中重金属排放的影响。研究结果表明:ESP对烟气中的重金属有较好的捕集效果,对Pb、Cd、Cr的去除效率均为50%以上,通过对2台工业锅炉烟气中重金属排放测试发现,静电除尘器对Hg的去除率分别为45.70%和29.63%;经WFGD装置洗涤后,烟气中Hg、Pb、Cd的浓度均低于10μg/m3;脱硫除尘一体化技术对Hg、Pb和Cd的去除效果不明显,4号锅炉烟气脱硫后Pb的排放浓度高达65.76μg/m3。ESP+WFGD烟气处理装置较脱硫除尘一体化装备能够更好地控制烟气中重金属的排放。     

再生铜冶炼过程中重金属排放特征和控制

再生铜冶炼是重要的重金属排放源,为掌握再生铜冶炼过程中重金属的排放特征和控制效果,通过固定源等速采样装置采集不同冶炼阶段的烟气样品,利用电感耦合等离子体质谱仪测定烟气和飞灰中重金属的浓度,并估算重金属的排放因子.结果表明,在冷却阶段烟气中重金属和颗粒物的浓度较高,经过布袋除尘器和吸附塔等污染控制装置后,重金属和颗粒物被协同脱除,脱除效率达80%～99%.排放烟气中重金属的浓度在阳极炉不同工艺段中的排序为：加料熔融段>氧化段≈还原段,且As、 Pb、 Cr、 Sn、 Sb和Cd的平均排放因子分别为2.6×10³、2.4×10³、2.7×10³、5.6×10²、34.1和9.8 mg·t^-1,烟气中重金属和颗粒物的浓度均满足行业排放标准.飞灰中Cu和Zn的浓度较高,具有回收利用价值.     

小型燃煤机组烟气重金属排放特征研究

100 MW以下燃煤机组呈单台容量小、总台数大的特点,是燃煤重金属污染的主要排放源之一.选择7台12 MW燃煤机组,采用美国环境保护局Method 29法现场检测燃煤机组烟气重金属排放浓度,分析烟气中Hg、Pb、Cr、As的排放特征;采集机组产生的飞灰和底灰,分析除尘技术对重金属的富集特性.结果表明:100 MW以下燃煤机组烟气中重金属经脱硝除尘脱硫装置协同控制后,ρ（Hg）为0.20~0.44 μg/m3,烟气Hg以气态形式存在,其占比为100.0%;ρ（Pb）为0.5~2.6 μg/m3,烟气Pb主要以气态形式存在,其占比为38.7%~92.1%;ρ（As）为0.6~3.0 μg/m3,烟气As主要以气态形式存在,其占比为67.8%~100.0%;ρ（Cr）为3.6~23.9 μg/m3,烟气Cr主要以颗粒态形式存在,其占比为65.8%~99.2%.飞灰富集Hg、Pb、Cr、As的能力大于底灰.重金属主要富集于飞灰中的细颗粒物中,采取除尘技术可有效协同控制烟气中的Hg、Pb、Cr、As;飞灰中重金属元素Hg、Pb相对富集系数均与煤中硫含量呈负相关,半干法脱硫+袋式除尘技术对飞灰富集Hg有促进作用.小型燃煤机组烟气重金属Hg、Pb、Cr、As的排放因子分别为0.002 2~0.005 1、5~17、42~160、7~24 mg/t.研究显示,100 MW以下燃煤机组与100 MW及以上燃煤机组烟气重金属Hg、Pb、Cr、As排放特征不同,100 MW以下燃煤机组烟气Hg排放浓度较小,二者烟气Pb、Cr、As排放浓度相近,选用湿式电除尘技术可进一步降低烟气Hg、Pb、Cr、As的排放浓度.      

青藏高原地区农村生活垃圾热处理污染物排放特性研究

为解决日益突出的农村地区生活垃圾问题,青藏高原地区建设了183座小型高温处理设施,但在高寒低压缺氧条件下这些设施的污染物排放面临着巨大的挑战.本研究选取7座3种设施类型的小型高温处理设施为研究对象,利用现场调研采样和实验室多线程污染物分析的方法,重点研究了小型设施烟气中污染物的排放水平和排放特性.结果表明：小型高温处理设施烟气中颗粒物、NO_x、SO₂、HCl、H₂S、HF和重金属污染物排放浓度分别为1.12～234.92、53.60～251.32、63.64～4 777.78、1.95～86.27、0.01～3.91、0.09～10.40和1.71～7.36 mg/m³,普遍超过《生活垃圾焚烧污染控制标准》(GB 18485-2014)排放限值,相对于大型生活垃圾焚烧炉,其污染物控制能力较弱.二噁英氯化程度、PCDDs/PCDFs(二者浓度的比值)和同系物分布分析表明,小型气化焚烧炉和高温热解炉烟气中二噁英的合成机制主要为前驱体合成.研究显示,启炉和停炉对污染物排放影响较大,二噁英和SO_2...     

水泥窑共处置危险废物过程中重金属的分配

以废弃农药、污染土壤和废白土为研究对象,在3个新型干法水泥厂开展了水泥窑共处置的工程试验,分析了共处置对13种重金属在不同相分配情况的影响.结果表明,重金属的分配不受危险废物投加的影响,不挥发和半挥发重金属在烟气中的分配率远低于在熟料中的分配率;尾气中Hg及部分重金属的排放浓度很小甚至低于检测限;As在烟气中分配率较高,与该金属在窑内的存在形态以及As的某些化合物具有挥发性等因素有关;为控制尾气中重金属含量满足相关标准的排放限值,根据本研究和相关研究数据预测了重金属允许的最大投加量和废物中允许的重金属最大含量.     

小型生活垃圾热处理炉二恶英和重金属的排放特征

为了解小型农村生活垃圾热处理炉二恶英和重金属的排放水平,对我国广西、云南、广东部分山区农村正在运行的3种小型生活垃圾热处理炉排放的二恶英和重金属进行采样调查.结果显示,小型生活垃圾焚烧炉、气化焚烧炉、气化炉烟气二恶英排放浓度分别为0.70~24.88、3.14~4.88、0.20~0.50ng I-TEQ/Nm~3,平均排放水平为焚烧炉气化焚烧炉气化炉,而炉渣中二恶英浓度顺序正好相反.小型气化炉产生的二恶英主要存在于炉渣中,而焚烧炉和气化焚烧炉产生的二恶英主要存在炉渣和烟气中.3种不同炉型炉渣、烟气中二恶英同系物质量浓度分布特征不同,但是毒性当量浓度分布特征较相似,均以2,3,4,7,8-Pe CDF所占比例最高.3种炉型烟气中Pb的排放浓度最高,除1个焚烧炉烟气中Cd排放浓度轻微超标,其余热处理炉烟气中Pb、Cd、Cr、Hg浓度均远低于生活垃圾焚烧污染物控制标准(GB18485-2014).炉渣的毒性浸出浓度显示,3种炉型炉渣重金属浸出浓度均低于危险废物浸出毒性鉴别标准(GB5085.3-2007),不同炉型炉渣中重金属浸出特性存在一定差异性.     

陶瓷炉窑烟气污染物排放特性及治理技术现状

随着《陶瓷工业污染物排放标准》(GB 25464-2010)的颁布实施,对陶瓷炉窑烟气污染开展深度治理已成为必然。在上述背景下,文章以文献资料调研和现场监测为主,开展中国陶瓷行业烟气污染物排放特性和治理技术现状研究。重点关注陶瓷炉窑烟气颗粒物、SO2、NOx、氟化物、氯化物、重金属等污染物的产生和排放特性。研究表明各污染物的排放浓度受燃料种类、窑炉类型、工艺水平的影响较大,现阶段中国陶瓷炉窑烟气中各主要污染物排放浓度均较高,普遍超过最新陶瓷排放标准要求,因此为了达标排放必须开展有效治理。在此基础上对比分析国内外陶瓷烟气治理技术现状和发展趋势,提出多污染物联合控制是我国陶瓷行业烟气治理技术发展趋势。     

燃煤电厂重金属排放与周边土壤中重金属污染特征及健康风险

为揭示燃煤电厂烟气中重金属排放对周边土壤环境的影响.以石家庄地区6座燃煤电厂为研究对象,测定了燃煤电厂烟囱入口烟气中As、Cd、Cr、Cu、Pb、Hg和Ni这7种重金属元素,同时对电厂周边土壤中重金属含量进行了测试分析,并对其进行了源解析和健康风险评价.结果表明,各燃煤电厂烟气经过一系列烟气污染物控制措施净化后,烟气中不同重金属元素的排放量范围为0.11~6.32 mg ·（MW ·h）^-1,Cu、Cr和Ni是主要排放污染物.各电厂向大气环境中排放的7种重金属元素总量在33.56~275.71 kg ·a^-1之间.燃煤电厂周边表层土壤中Cr、Cu、Pb、Hg和Ni这5种重金属元素含量平均值均高于河北土壤背景值,且超出背景值1.16~2.32倍.电厂周边土壤中重金属含量与烟气中重金属排放量具有一定相关性.不同风向上土壤中重金属含量随距电厂距离的增大,呈现出先增大后逐渐减小趋势.源解析表明煤炭燃烧排放对电厂周边土壤重金属的贡献率最大,达到41.4%,其次为工业排放,占比为23.6%,交通运输排放占比为19.6%.总而言之,人为活动对土壤重金属富集起主导作用,约占84.6%.健康风险评估显示电厂周边土壤中重金属元素的健康风险整体处于可接受范围内.     

1000MW近零排放燃煤机组重金属排放及分布特征

采用EPA 29方法对国华寿光电厂2号1000MW超超临界燃煤机组污染物控制单元进行采样,开展了重金属污染物(As、Pb、Se、Cd)全流程监测.建立了包括气体/固体/液体中重金属的燃煤过程中质量平衡,并考察了重金属在机组中的富集与分布特征.结果表明:该机组烟气排放的重金属含量相对较低,100%负荷时As、Se、Pb、Cd排放浓度分别为1.11,0.59,0.33和0.01 μg/m³,45%负荷时相关重金属排放和100%负荷接近.给出了不同负荷下各种重金属在燃煤机组的分布,燃烧后Pb、Se、Cd主要富集到飞灰中,但低负荷时底渣中Se和Cd的比例明显升高.APCDs中,ESP对烟气中As、Pb、Se、Cd四种元素的脱除率均达到了97%以上,不同负荷下WFGD和WESP对这些重金属具有深度脱除的效果.     

基于监测数据的我国燃煤电厂汞排放分析

燃煤是最大的人为汞排放源之一,我国已加强对燃煤电厂的汞排放控制要求。通过对16家燃煤电厂32台机组的汞排放情况进行全要素监测,分析总结出符合我国燃煤电厂特点的汞排放情况:我国燃煤机组中的汞质量平衡范围在70%~130%是合理的;燃烧后的汞经过烟气污染物处理设施后,70%以上进入粉煤灰和脱硫石膏,经烟气排入外环境的平均不足30%;安装SCR脱硝装置有助于烟气中汞的去除;除尘、脱硫设施对烟气中汞平均去除效率为38.5%、52.5%;各污染物控制设施对烟气中汞的总协同去除效率平均为74.1%,说明我国燃煤机组现有的污染物处理设施的协同控制对降低烟气中的汞排放有较好的作用。     

基于实测的燃煤电厂汞排放特性分析与研究

为了研究某典型300 MW燃煤电厂汞排放特性,对入炉煤、炉渣、石灰石、脱硫工艺水、石膏、脱硫废水、灰中的汞进行了取样测试。并采用EPA30B和安大略法实测了不同位置烟气中汞的形态分布情况。结果表明:该机组汞排放浓度满足GB 13223—2011《火电厂大气污染物排放标准》。烟气中的汞排放比重相当大,达到89.52%,排向大气环境的汞量约为38.72μg/(k W·h)。该典型300 MW机组尾部烟气净化系统为SCR+ESP+WFGD组合,对烟气中的汞脱除效率仅为29.71%,在未加入脱汞措施的情况下汞脱除率并不高。     

燃煤机组超低排放改造对汞的脱除效果研究

燃煤烟气中汞污染的控制是目前重要的环保课题之一,燃煤电厂利用现有的脱硝、脱硫、除尘设备去除汞,文章分析燃煤电厂烟气净化设备超低排放改造后汞的排放水平,说明现有废气处理设施超低排放改造,既能有效降低烟尘、二氧化硫、氮氧化物排放浓度,也有利于汞的去除,燃煤机组超低排放改造后汞的排放浓度远低于现行0.03 mg/m3的限值;通过分析燃煤电厂现有烟气净化设备对汞的协同去除效果和脱除汞的原理,提出了未来燃煤烟气汞污染控制措施的建议.     

烟气流量及二氧化碳分压对氨法减排效率的影响

减少二氧化碳的排放,进一步使其资源化,是中国乃至世界能源生产所需要解决的重大问题。氨法吸收燃煤烟气中的二氧化碳是目前国际上的一个重要研究方向,具有良好的应用前景。为考察燃煤烟气流量以及二氧化碳分压对氨法吸收燃煤烟气中二氧化碳效率的影响,文章在实验室模拟烟气采用氨法吸收烟气中CO2,选用R=50%碳化氨水作为CO2吸收剂,选择填料塔做反应器,考察了烟气流量以及CO2分压对CO2脱除率的影响。研究发现,烟气流量越小,塔内气、液反应时间越长,CO2脱除率越高。在不同烟气流量的条件下,吸收液碳化度均超过130%。混合烟气流量为1 L/min,CO2分压为0.046 MPa时,脱除率最高,反应出液碳化度最大,结晶效果最好。     

燃煤电厂石灰石-石膏湿法脱硫系统中痕量元素的迁移分布规律

燃煤电厂是煤炭消耗的主力军,煤炭在燃烧过程中,大量痕量元素随烟气排出.随着我国环保要求的不断提高,燃煤电厂的痕量元素排放受到广泛关注.石灰石-石膏湿法烟气脱硫(WFGD)系统不仅能高效吸收烟气中的SO₂,同时影响痕量元素的迁移分布.本研究对安徽省3个超低排放燃煤电厂的WFGD系统中进/出口烟尘、石灰石、工业水、污泥、石膏和脱硫废水等环境样品进行了采集,研究了Cr、As、Cd、Pb和Hg等痕量元素的迁移分布特征.结果表明：(1)WFGD系统对烟尘中痕量元素的去除率在95%以上,脱硫污泥中Cr、As和Hg浓度分别为29.9～52.2、12.5～36.7和2.2～6.5 mg/kg,约为石膏中Cr、As和Hg浓度的7～9倍.(2)元素质量平衡分析表明,痕量元素主要来源于烟气和石灰石,主要输出为污泥和石膏,废水中仅富集少量Cd.研究显示,脱硫石膏和污泥的处置及再利用过程中需着重关注痕量元素的环境影响.     

半干半湿法烟气脱硫塔流场分析

利用计算流体力学的方法对半干半湿法烟气脱硫塔内部流场进行研究,通过对塔体内部设备的优化,增加脱硫剂与SO₂接触的几率,提高脱硫塔反应效率.在分析脱硫塔内多相流体的流动的基础上,建立k-ε湍流方程模型,分析了塔体内部对流场以及与脱硫效率的影响,研究结果表明,脱硫塔的内部结构对于流场分布起决定性作用,烟气分布器有助于控制脱硫化学反应,对进一步提高半干半湿法烟气脱硫效率非常重要.      

Advances in the treatment of multi-pollutant flue gas in China's building materials industry

In most of the world's building material industries, the control of flue gas pollutants mainly focuses on a single pollutant. However, given the large capacity and high contribution of China's building materials industry to global air pollution, the need to develop multi-pollutant emission reduction technology is urgent. Recently, China has focused on reducing the emissions of flue gas pollutants in the building materials industry, established many key research and development projects, and gradually implemented more stringent pollutant emission limits. This project focuses on the most recent advances in flue gas emission control technology in China's building materials industry, including denitration, dust removal, desulfurization, synergistic multi-pollutant emission reduction, and the construction of pilot research and demonstration projects for pollutant removal in several building material industries. On this basis, revised pollutant limits in flue gas emitted in China's building material industry are proposed.     

某600 MW机组燃煤电厂Hg的分布、排放特征及迁移、释放规律

为全面表征某600 MW超低排放燃煤机组的Hg分布特征及迁移、释放规律,开展了现场实测研究。结果表明:煤中Hg含量的平均值为310 μg/kg,炉渣、粉煤灰、石膏、废水、烟气中Hg的分布系数分别为1.9%、37.5%、34.6%、0.8%、24.8%;整个烟气治理系统的总Hg脱除效率为74.7%,最终总Hg排放为6.0 μg/m3,SCR脱硝、烟气冷却器对Hg0转化效率分别达到44.2%、30.4%,低低温电除尘器几乎实现Hgp完全脱除,WFGD对Hg2+脱除效率达到80.7%;该电厂Hg一次释放量达到783 kg/a(其中,大气直排188 kg/a),二次释放量为334 kg/a。该成果可为燃煤电厂烟气Hg排放控制标准出台及控制技术的选择提供借鉴。